實現不同的功能。現就運動控制技術在相機和激光上的應用方案展開詳細的介紹與分析。

       在工業檢測領域中，主要的檢測途徑可以分為接觸式與非接觸式，接觸式 ; 主要為卡尺 高度規、三坐標測量機、高精度接觸式測量儀等，但是接觸這一動作注定了其工作效率不會太高 。為了達到需求的生產效率，檢測需要采用非接觸式儀器。

　　非接觸式測量途徑有：激光、視覺、電磁、超聲波，其中電磁、超聲波受限較大，工業上常用激光和視覺途徑。激光可以分為點激光，線激光，相機也可分為面陣相機與線陣相機。其中線陣相機與線激光因為每次都只能獲取一條線段上的內容，都需要后續進行數據拼接，所以其實施方案要求較高。

　　什么樣的檢測系統才更全面地符合企業需求?從不同企業生產環節的檢測需求角度而言，這個答案必然是各不相同的， 所以現實中，檢測系統專業服務商會根據客戶的各式需求為其量身定制。

　　牧威智能科技有限公司(MONOVIEW)作為東莞市三姆森光電科技有限公司旗下的全資子公司，于 2019 年成立于東莞長安。公司從自動化檢測領域的創新方向出發，品牌建設以專注于為智能測控領域提供最佳測控解決方案為核心，目前擁有測控系統、視覺檢測系統、激光系統、光譜共焦系統、運動控制系統、工業互聯網系統六大研發技術。其產品涵蓋眾多行業領域，不僅擁有智能測控系統配件的硬件(MW-5000、MW-4000、MW-3000 系列)和軟件(視覺檢測技術、激光測量技術、共焦光譜技術、SG/GT 控制軟件)兩大核心模塊業務，還兼具 3C 電子、新能源、精密五金、汽車、半導體、醫療、塑膠等行業產品的服務，為客戶量身定制解決方案。

　　四大核心技術

　　智能測控：目前的測量技術軟件趨向成熟化，其特性體現為：更完備、可靠、多元化、可重復性檢測，(軟件通過對攝像裝置進行圖像處理計算，實現對各行業產品的精準定位與檢測)。其二，具備應對多樣化檢測需求的能力，可快速、高效、精準檢測復雜工件。其三，具有一定的擴展性，能夠靈活運用到各種智能檢測領域。

　　視覺檢測系統：機器視覺系統主要通過 CCD 相機及圖像處理系統對檢測目標進行圖像信號、數字信號轉換等系列處理， 實現自動識別。視覺檢測技術能實現尺寸、形狀、顏色、外觀等的判別，其優點體現主要有三處：一是成像穩定、影像調節自由、便捷;二是圖像信息量相對豐富、測距精度較高;三是穩定性佳、受干擾小、采樣效率高，實現在復雜環境中獲取并提供信息。

　　激光檢測系統：激光檢測系統基于三角測量的原理，因采用半導體激光器，體積小、輕便且易于集成;采用方向性佳、光功率高的半導體激光器實現測量的穩定以及更高的分辨率， 且幾乎可測量任何被測物體，由于其具備的非接觸、快速、響應頻率高高等優點，目前被廣泛用于工業產品在線測量。

　　光譜共焦系統：根據光譜共焦原理制成的光譜共焦位移傳感器，具有高精度及高分辨率，多用在透明物體(如薄膜、玻璃、透明膠)的厚度測量、且適用于對應的表面粗糙組分析、劃痕測量、孔內徑測量等)，不易受材料影響，保持較高精度。光譜共焦具有明顯的優勢，如對各種材料幾乎均可檢測、可選擇的量程范圍廣、能夠適應惡劣環境等，因而涉獵眾多的行業應用。

　　其次，細究到技術運用，其中也會有許多的細枝末節值得探討，每一個具體實施的方案都融匯了不同的技術原理和特色，

　　常用的使用方案是將線激光、線陣相機相機沿單軸勻速運動或者讓產品勻速運動，只拍攝掃描一條直線方向上的表面。如此一來，實施難度與數據拼接難度較低。但是遇上角度稍大的弧面，對于線激光而言，產品超過最大傾角就會大規模獲取不到數據。另外對于線陣相機而言，產品表面傾角的變化會導致圖像內容不均勻變化，干擾其檢測。這時候往往只能采取麻煩的方案，以多次掃描來彌補這些缺陷。

　　以具體的應用場景為例。在手機 2.5D 玻璃或 3D 玻璃線輪廓檢測項目中，使用傳統的點激光掃描邊緣表面不平整區域基本上都會出現產品平面超出最大傾角的情況，某些掃描區域就獲取不到數據了，這時候需要多段掃描(即改變掃描儀與產品的相對位置與姿態，來進行掃描)，然后將其進行算法拼接才能得到所需的數據。如果標定與校正不佳，拼接算法會帶來較大的精度損失，對于生產來說，這往往是不可接受的。另外改變掃描儀與產品的相對位置與姿態往往會需要一定的調整時間，會打斷生產節奏，降低產能。

　　所以對于弧面的檢測，我司專門研發了一套高精度軌跡跟隨拍攝、掃描方案，對于線激光，可以保證不用分段多次掃描， 對于線陣相機，可以圖片各部分保證成像方式高度一致，不會出現“測量死角”。

　　在測量領域中，對于小型而擁有不規則連續弧面的工件進行激光掃描需要多次掃描然后通過算法進行拼接，這會導致時間的浪費和精度的損失。同時對掃描軌跡的設計和點云拼接算法提出了很高的要求，另外對于弧面產品的表面檢測而言，用相機進行外觀檢測也需多次拍攝，若是遇見檢測對打光要求高的情況甚至會無法完全檢測。那么如果能讓線激光、線陣相機一直“跟隨”輪廓，保證永遠與掃描、拍攝的平面成同一相對角度， 就可以達到令人滿意的檢測效果。

　　業內我們一般稱這種方式為飛拍，即：在物體運動過程中相機拍照，物體不需要停留。

直觀一點來說，線激光與線陣相機采用的都是飛拍方案。重點在于，全程把握檢測儀器與產品的相對位置。另外，針對現實生產中產品圖紙與實際產品可能有差異的問題，我司有與之配套的輪廓提取方案。通過 CCD 提取實際輪廓，再通過算法將其轉換為運動軌跡，整個過程方便快捷，簡單易行，使該方案生產柔性得到提升。

　　具體實施的方式

　　線陣相機高精度軌跡跟隨方案如下：

　　我們采用了 XYC 三軸運動平臺旋轉產品，保證運動點位高度精準，每次拍攝點位的間隔絕對距離一致。如此拍攝的面， 相當于把地球儀表面展開成平面的世界地圖，保證在同一個弧面上，各處的成像情況保持高度一致。只有在相同成像下才能檢測的弧形表面的缺陷就可以被完美檢出了。

　　該方案適用于 3C 類產品塑膠外殼等各類需要大角度弧面拍攝的場景。

　　如果采用線激光，哪怕在弧面上，我們也可以保證激光正對掃描位置，不會發生超出最大傾角導致獲取不到數據的現象， 極高的運動精度代表可以參考運動軌跡將掃描數據拼接構建準確可用的三維點云，不會像直線掃描一樣受限于最大傾角，必須分段掃描。如此一來，既減少了多段掃描的時間浪費，也減少了受到最大傾角影響的線激光選型難度。

　　另外線激光的主要限制是最大傾角，所以該技術應用并不一定只針對弧面，凡是被掃描表面出現大面積角度變化的都可以應用該套方案，避免了直線掃描必須一節節分段掃描，每次掃描間得重新調整角度的尷尬和麻煩。

　　該方案適用于手機玻璃 2.5D 屏等各類需要大角度輪廓檢測的場景。

　　結語

　　牧威憑靠五大核心技術穩定立足國內市場，十多年的行業經驗積累與技術沉淀，歷經了軟件開發、電子連接器檢驗系統和品質標準化智能檢測系統三個階段，MONOVIEW 正在向更高水平的智能化、標準化、信息化、專業化和市場化邁進。

　　科技的腳步帶領著我們，直面行業痛點，不斷探索攻克各種技術問題的途徑，不斷的開拓與創新，在時代的浪潮中穩步前進，為機器視覺行業的壯大舔磚加瓦。